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| 本文作者： 天諾 | 2015-09-03 17:54 |
無論是在內(nèi)部還是外部（內(nèi)部是指人體本身，外部則是指人體磁場(chǎng)），人體都能成為許多電子設(shè)備的“路由器”，可以支持設(shè)備彼此間的無線通信。現(xiàn)在，來自加州大學(xué)圣迭戈分校雅各布斯工程學(xué)院的工程師們開發(fā)出了一個(gè)與眾不同的無線通信技術(shù)，可以通過人體的低功率磁場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳導(dǎo)。相比于傳統(tǒng)無線通信技術(shù)，該技術(shù)不僅能耗更低，而且也更安全。
我們知道，目前市面上有很多設(shè)備可以利用人體、或在人體周圍實(shí)現(xiàn)彼此通信，比如智能手表、植入式智能監(jiān)控設(shè)備甚至可吸收式無線傳感器。不過，這些設(shè)備常需要依靠無線電波收發(fā)器（比如藍(lán)牙或WiFi）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳導(dǎo)。但問題是由于無線電波會(huì)受到人體阻礙，很多設(shè)備必須要加大功率才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，這也進(jìn)一步加大了對(duì)電池的需求。
而利用人體磁場(chǎng)進(jìn)行通信的技術(shù)進(jìn)入了人們的視野，當(dāng)然目前這項(xiàng)技術(shù)仍處在開發(fā)階段，但工程師們表示，他們的新系統(tǒng)比同一領(lǐng)域內(nèi)的無線電通信技術(shù)要先進(jìn)得多，特別是和藍(lán)牙設(shè)備通信相比，該技術(shù)的功率損耗要低上1000萬倍！
“未來，人們身上的電子設(shè)備將會(huì)變得越來越多，像是智能手表、健身追蹤器、監(jiān)控監(jiān)測(cè)器等，”加州大學(xué)圣迭戈分校電子計(jì)算機(jī)工程學(xué)院教授Patrick Mercier說，“所有這些電子設(shè)備都需要在彼此之間進(jìn)行信息交互，目前，這些設(shè)備間主要通過藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)信息傳輸，這種技術(shù)的能耗非常大。因此，我們希望找到一個(gè)更好的數(shù)據(jù)傳輸方式，而利用人體可以使能耗大大降低。”
為了開發(fā)原型產(chǎn)品，工程師們使用了PVC管絕緣包裹的銅導(dǎo)線圈。在一端，導(dǎo)線和一臺(tái)接收器及處理器相連接；而在另一端，導(dǎo)線會(huì)連接到人體的三個(gè)部分：頭部、手部以及腿部。這樣一來，線圈作為感應(yīng)器，不僅可以產(chǎn)生能量，還能制造出磁場(chǎng)；而人體則成為了磁場(chǎng)的波導(dǎo)電感體。研究人員可以利用這樣一個(gè)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)還評(píng)估了手臂到手臂、手臂到頭部以及手臂到腳部等部位的功率損失狀況。
Mercier教授說：“據(jù)我們所知，相比于現(xiàn)有任何一個(gè)無線人體通信系統(tǒng)，該技術(shù)的功率耗損是最低的；因此，這項(xiàng)技術(shù)可以幫助我們開發(fā)出能耗能更低的可穿戴設(shè)備。”
開發(fā)低能耗電子設(shè)備最直接的好處就是對(duì)電池續(xù)航能力的要求會(huì)大幅降低，繼而會(huì)有更多體積較小、能耗更低的電子設(shè)備出現(xiàn)。
參與這一項(xiàng)目研究的博士生Jiwoong Park說：“很多可穿戴設(shè)備，比如智能手表，都存在一個(gè)運(yùn)行時(shí)間太短的問題。原因主要就是它們的電池容量太小，利用這種人體磁場(chǎng)通信系統(tǒng)，有望可以大大減少能量消耗，這樣用戶就再也不用頻繁地給自己的設(shè)備充電了。”
此外根據(jù)相關(guān)研究人員透露，除了低能耗這一優(yōu)勢(shì)，相比于目前無線通信技術(shù)，人體磁場(chǎng)通信技術(shù)的安全性也更高。我們知道，藍(lán)牙是在空氣中傳輸數(shù)據(jù)的，也就是說信息通信是開放的，因此理論上攔截信號(hào)并不困難，從而讓個(gè)人隱私暴露在潛在的威脅之中。
但是人體磁場(chǎng)通信基本上都是在人體身上進(jìn)行的，而且也不需要單獨(dú)連接其他無線設(shè)備。在監(jiān)控人體磁場(chǎng)通信系統(tǒng)時(shí)，研究人員測(cè)量了信號(hào)變化，他們發(fā)現(xiàn)傳導(dǎo)線圈一旦離開人體，輻射信號(hào)就會(huì)急劇下降，也就是說，幾乎不可能在兩個(gè)不同的人之間進(jìn)行信息傳輸，即便兩人靠得很近也無法做到。
Jiwoong Park說：“當(dāng)消費(fèi)者使用可穿戴設(shè)備的時(shí)候，由于傳輸?shù)亩际桥c個(gè)人健康相關(guān)的數(shù)據(jù)，因此他們最在乎的就是自己的個(gè)人隱私，”
不過，人體磁場(chǎng)通信技術(shù)也有一些缺點(diǎn)，比如它只適合一些環(huán)繞身體某些部位的電子設(shè)備，像智能手表、頭帶、腰帶，等等。如果是一些皮膚植入式或固定在皮膚上的可穿戴設(shè)備則無法使用該技術(shù)，這是因?yàn)榇艌?chǎng)需要以圓形形狀才能通過人體進(jìn)行傳播。
via gizmag
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